光伏离网系统设计【jì】其实并不复【fù】杂【zá】。但在【zài】日常中发现【xiàn】很【hěn】多人对离【lí】网系统心存畏惧，想做【zuò】离【lí】网项目【mù】，又不知如何下手，常处于两难的境地。
本文希望通【tōng】过简易、浅显的【de】语言，让大【dà】家【jiā】清楚如何成功【gōng】做【zuò】一套光伏离网电站。
1、离网系统的价值
通过长期总结来看，离网系统主要基于以下几个出发点：
(1)没有办【bàn】法使用市电【diàn】(电网)的地【dì】方【fāng】，如山上、船上、车上、野外等。这是最【zuì】典型的离【lí】网系统需求【qiú】;80%以上的使用者【zhě】都是因为不方便用市电，想通过离【lí】网系统实【shí】现供电。
(2)有市【shì】电【diàn】、但经【jīng】常出【chū】现不规则停电【diàn】的【de】地区。当停电的时候，可通过【guò】光伏离【lí】网系统【tǒng】继续供【gòng】应负载，满足持续用电需求。
(3)有【yǒu】市电、但希望通【tōng】过离网系【xì】统降低电【diàn】费【fèi】。离【lí】网系统不光可以通过光伏组件来充蓄电【diàn】池【chí】，也可以在费率【lǜ】低的时【shí】候通过设置市电给【gěi】蓄电【diàn】池充【chōng】电，然后在【zài】费率高的【de】时候通过蓄电池放电来供应负载。
2、典型离网系统组成
离网系统图
上图是一个典型的离网系统的组成图。需要注意这几点：
(1)离网系统指的是系【xì】统输出【chū】不【bú】需要【yào】像并网【wǎng】光伏系统一样【yàng】接【jiē】入市电电网。离网系【xì】统的输出【chū】就是供应负载的。
(2)离网系统提供V-F源，它就相当于一个电网的角色。
(3)离网系统中的主要【yào】设备有：光伏【fú】组件、离网逆变器【qì】、蓄电池组、汇流【liú】装【zhuāng】置、配电箱【xiāng】、用电负载。
(4)最精简的【de】离网【wǎng】系【xì】统可以只包含2个部分【fèn】：离网【wǎng】逆【nì】变器、蓄电池组。
3、离网系统设计过程
(1)确认需求做离【lí】网系统是【shì】个“量体裁衣”的过程【chéng】，因为多数【shù】情况下不同用户【hù】需要带的负载都一样，用电时【shí】长也不一样。正确的方式【shì】，是【shì】先确认【rèn】需求：即将要带【dài】哪【nǎ】些负载【zǎi】?负载【zǎi】有多大【dà】?一天当中【zhōng】使用多长时间?然后推算【suàn】出需要建【jiàn】多【duō】大的系统。例如，华【huá】北地区某客户需求做一套离【lí】网电站，主要负载【zǎi】是1台3500W的【de】鼓【gǔ】风机，每天用电【diàn】时【shí】长3小时，备电【diàn】需【xū】求1天即可。由这些信息可知，负载【zǎi】的【de】功率为3.5KW，1天【tiān】的耗电量为10.5kWh。
(2)离网机选型【xíng】早期【qī】离【lí】网系统控制【zhì】部分由MPPT控【kòng】制器+DC/AC转换【huàn】器来【lái】执行【háng】，随着技术发展，目前主流厂家都提倡使用【yòng】控制逆【nì】变一体机，一台设【shè】备【bèi】就【jiù】可同【tóng】时实现【xiàn】功能，例如古瑞瓦特的SPF ES系列【liè】离网逆变器。
确认好需求后【hòu】，就来选择合适的【de】离网逆【nì】变器。所【suǒ】选择的【de】离网机的输出，必须能覆【fù】盖负载【zǎi】的额定功率，且尽量留一些裕量，为的是【shì】系统更可靠。以上图中的【de】负载为例【lì】，额定功【gōng】率【lǜ】3.5kW，可以【yǐ】选择SPF 5000 ES离网【wǎng】机，输出功率为5kW，可以满足该负载【zǎi】的供电。
在覆盖负载功率的前提下，需【xū】要多少台逆变器，就要【yào】看备电【diàn】需求【qiú】了，也【yě】就是【shì】所谓的“连续阴【yīn】雨【yǔ】天数”。因为离网系统中【zhōng】的电【diàn】是组件和离网机合作发的，如果备电需求较【jiào】大，1台离网机【jī】和它所匹配的【de】组件可能发不出来，所【suǒ】以就【jiù】需【xū】要倍【bèi】加。
(3)光伏组件【jiàn】的选择只要是光【guāng】伏系统，能量来源都【dōu】是【shì】光伏组【zǔ】件(当【dāng】然，离网系统还有市【shì】电作【zuò】为输【shū】入的【de】情况【kuàng】)。而选定的离网【wǎng】机有其设定【dìng】的可【kě】接受【shòu】的组件容量【liàng】，此处可以直接根据离网机的规格参数【shù】来配组件。采用目前主【zhǔ】流的182组件550Wp*8块，额定功【gōng】率4.4kWp，每日平均发电量【liàng】约16kWh。也【yě】可以顶格配【pèi】甚至超配【pèi】一点，需要根据具【jù】体需求做匹配。
组件的【de】串并【bìng】方式其实跟并【bìng】网逆变器【qì】的原理是一样【yàng】的，离网机的组串【chuàn】有最大允许接【jiē】入【rù】电压值，可根据【jù】所选组【zǔ】件的参数进行串接。SPF 5000ES离网机的最大PV输入电【diàn】压为450V，MPPT电【diàn】压范围为120V~430V，若选用550Wp组件，一般开路【lù】电压约在【zài】49V，可直接按8块1串【chuàn】，接入离网机的PV输入端口。
(4)蓄电池选【xuǎn】择【zé】蓄电池是离【lí】网系统区【qū】别【bié】于【yú】并网【wǎng】系【xì】统的【de】一大特点，它是系统的缓冲调节地带，否则系统会变成一个孤岛。
在选【xuǎn】择蓄电池时，还【hái】是依据用户的用【yòng】电需求来做。以上文举【jǔ】例【lì】来看，客户有一个10.5kWh的【de】备【bèi】电需求，就是说，如果没有光照【zhào】的情【qíng】况下，蓄电池需要通过离网机【jī】释【shì】放出10.5度电，才能满足负【fù】载供应。
但是【shì】，不【bú】论铅酸类【lèi】电池【chí】还【hái】是锂离子【zǐ】类电池，都有一个放【fàng】电深度【dù】(DoD=Depth of Discharge)的概念【niàn】或特性，是必须要考虑【lǜ】进去的。就是说【shuō】，存入蓄【xù】电【diàn】池中的电，不能每【měi】次都100%完全释放完，只能释放其中的一部分，否则会【huì】对蓄【xù】电池造成损害【hài】致使【shǐ】电池【chí】过早失效。
一般的铅酸类电【diàn】池放电深度在60%左右，而锂电池可以达到90%。在【zài】选择蓄电池【chí】组【zǔ】容【róng】量时，放电深【shēn】度也影【yǐng】响到了蓄电池组总的容量大小。还是以上面举例【lì】，选择铅酸电【diàn】池，10.5度电按60%的放电深度来计算，需要配置【zhì】总共【gòng】10.5kWh÷0.6=17.5kWh的蓄【xù】电【diàn】池组，这些蓄【xù】电池好【hǎo】比【bǐ】要一个容【róng】器，将系统所【suǒ】发出【chū】的电存储起【qǐ】来，在【zài】负载需要【yào】时再放出【chū】。
不需要【yào】那么复杂的计【jì】算单个【gè】蓄电池的容量或规格【gé】，5kW离网机要【yào】求【qiú】配置的蓄电池应【yīng】在200Ah规格以上，知道了这个，只需【xū】通过数量调整，配出相同或接【jiē】近的【de】总蓄电池容量【liàng】即可【kě】。
目前市场上主要【yào】的【de】铅酸电池规格【gé】有2V/6V/12V几种，一般【bān】选择12V规格【gé】，则一块电池的容量为12V*200Ah=2400VAh=2.4kWh，再用17.5kWh的总【zǒng】容量去除以【yǐ】1块【kuài】电池的【de】容量，就是需要配置的蓄电池块数，17.5kWh÷2.4kWh=7.2916......，蓄【xù】电【diàn】池不【bú】可分割，向上取整，配置8块即可。可以回来【lái】验证【zhèng】一下，8块*12V*200Ah=19200VAh=19.2kWh，满足负载备【bèi】电需【xū】求。
(5)主要设备清单
一般配置好的离网系统清单如下：
(6)需要多台并机的情况
有两种情况会需要多台并机：
(1)负载虽然不大，1台离网机可供，但备电需求较大。
(2)负载的功率超过1台离网机的额定输出功率。
SPF 5000ES离网机【jī】支持2~6台并【bìng】机，系统【tǒng】可以做到10kW~30kW输【shū】出。离【lí】网机增【zēng】加后，组件【jiàn】也需相应增加，尤其是备【bèi】电需求大的系统，只配置合适【shì】容量的蓄电池组【zǔ】还不行，只有组【zǔ】件足够，才能发出电，存储电。
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